JP2005046917A - Machining equipment and machining line equipped with the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify workpiece placing and taking-out work, to dispense with a temporary placing space and to efficiently perform machining work. <P>SOLUTION: Drilling work is performed to a workpiece 5 on a table 2a of an M/C (machining center) by a drill 2h mounted to an adapter part 2d. When drilling work is completed, the drill 2h is removed from the adapter part 2d, and a workpiece gripper 2i is mounted to the adapter part 2d. The adapter part 2d descends, and the workpiece gripper 2i grips the drilled workpiece 5. The adapter part 2d then ascends to temporarily hold the workpiece 5 in the M/C. In this state, the following workpiece 5' is placed on the table 2a of the M/C. Placement of the following work 5' onto the M/C is simplified by temporarily holding the drilled workpiece 5 in the M/C. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、素材(以下、ワークともいう)を機械加工する加工機あるいは加工具を交換することで多種類の機械加工を行うマシニングセンタ(以下、M/Cともいう)等の汎用型の加工機等の機械加工機、および複数の機械加工機を備えた機械加工ラインの技術分野に属するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動変速機(以下、A/Tともいう)の生産ラインにおいては、このA/Tの構成部品であるワークに対して種々の機械加工を行うための機械加工ラインが設置されている。この機械加工ラインは、ラインに沿って配設された複数のM/Cと、これらのM/Cのテーブルに対してワークの載置およびワークの取り出しを行うロボットとを備えている。また、A/T以外の機械の生産ラインにも同様の機械加工ラインが設置されている。
このような複数のM/Cとロボットとを備えた機械加工ラインとして、従来、3台のM/Cを一直線に並べて配設し、これらのM/Cのラインに沿って移動可能な1台のロボットにより各M/Cに対してワークの載置およびワークの取り出しを行う機械加工ラインが提案されている(特許文献1参照)。
【0003】
この特許文献1に開示されている機械加工ラインでは、ロボットが被加工物搬入装置から未加工のワークを取り出して第1M/Cの被加工物台に載置した後、この第1M/Cがワークに機械加工を行う。次に、ロボットは第1M/Cで加工済みのワークを第1M/Cの被加工物台から取り出して、次の加工を行う第2M/Cに搬送し、第2M/Cの被加工物台にワークを載置した後、この第2M/Cがこのワークに機械加工を行う。更に、ロボットは第2M/Cで加工済みのワークを第2M/Cの被加工物台から取り出して、次の加工を行う第3M/Cに搬送し、第3M/Cの被加工物台にワークを載置した後、この第3M/Cがこのワークに機械加工を行う。最後に、ロボットは第3M/Cで加工済みのワークを第3M/Cの被加工物台から取り出して被加工物搬出装置に搬送するようになっている。このようにして、ワークは第1ないし第3M/Cにより順次機械加工が実施される。
【特許文献1】
特開2001−255922号公報。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献1に開示の機械加工ラインでは、ロボットは最後の第3M/Cで1つのワークの加工が終了するまで、ロボットは被加工物搬入装置へ移動しないため、第1M/Cで加工済みのワークが第2M/Cで加工されている間、第1M/Cに次のワークが載置されない。このため、第1M/Cにおいて次のワークの機械加工が実施されない。また同様に、第2M/Cで加工済みのワークが第3M/Cで加工されている間、第1M/Cおよび第2M/Cに次のワークが載置されない。このため、第1M/Cおよび第2M/Cにおいて次のワークの機械加工が実施されない。このため、機械加工ラインにおける機械加工作業に無駄な時間が多く、機械加工作業が効率よく行われない。したがって、所定量のワークの機械加工をすべて終了するまでに多くの時間を要してしまう。
【0005】
そこで、この特許文献1に開示の機械加工ラインにおいて、第1M/Cで加工済みのワークを第2M/Cに搬送しかつ載置した後、ロボットを被加工物搬入装置へ移動させて、被加工物搬入装置から次の未加工のワークを取り出して第1M/Cの被加工物台に載置し、次に、ロボットにより第2M/Cで加工済みのワークを第3M/Cに搬送して載置することが考えられる。また、このように第3M/Cに搬送した後、ロボットを第1M/Cへ移動させて、第1M/Cへからこの第1M/Cで加工済みのワークを取り出して第2M/Cの被加工物台に搬送して載置し、次に、ロボットを被加工物搬入装置へ移動させて、被加工物搬入装置から更に次の未加工のワークを取り出して第1M/Cの被加工物台に載置することが考えられる。更に、第3M/Cで加工済みのワークを被加工物搬出装置にロボットにより搬送した場合も同様にロボットが作動制御される。
【0006】
しかしながら、このようにロボットを作動制御すると、各M/Cにワークが搬送されて載置されるまでに、ロボットは、被加工物搬入装置、第1ないし第3M/C、および被加工物搬入装置の間で繰り返し往復移動しなければならず、同様に機械加工作業に無駄な時間が多く、機械加工作業が効率よく行われない。したがって、やはり所定量のワークの機械加工をすべて終了するまでに多くの時間を要してしまう。
また、各M/Cにワークが載置されるまで、各M/Cに対するロボットによるワークの載置および取り出しを行わなければならず、ワークの載置および取り出し作業が煩雑となる。そのうえ、各M/Cにワークが載置されるまで、ワークの載置動作、ワークの取り出し動作、およびM/Cラインに沿う移動動作の各動作をロボットに行わせるため、ロボットの作動制御が複雑かつ面倒になる。
【0007】
このようなことから、図7に示すように所定数n(n≧2)台のM/Cをラインに沿って配設し、これらのM/Cの間にワーク仮置き場を配設することで、前述の問題のいくつかを解消する機械加工ラインが考えれる。図中、1は機械加工ライン、2は第1M/C、3は第2M/C、4は第3M/C、5はワーク、6は未加工ワーク置き場、7は第1M/C加工済みワーク仮置き場、8は第2M/C未加工ワーク仮置き場、9は第2M/C加工済みワーク仮置き場、10は第3M/C未加工ワーク仮置き場、11は機械加工完成ワーク置き場、12は機械加工完成ワーク(機械加工完成品)、13はロボット、14はガイド路である。
【0008】
ロボット13は、例えば公知の多関節ロボットとして構成される。図7に示すように、ロボット13は本体13aに水平に回動可能にかつ上下に起伏運動可能に関節連結された第1アーム13bと、この第1アーム13bに屈伸運動可能に関節連結され、先端にワーク保持部13cを有する第2アーム13dとを備えている。後述する図4(a)に示すように、ワーク保持部13cは第2アーム13dに図面に対し垂直方向の軸回りに相対回動可能に関節連結されている。
【0009】
したがって、ワーク保持部13cは、第1および第2アーム13b,13dの各移動範囲内で上下左右前後方向に移動可能となっている。また、図4(a)に示すようにワーク保持部13cは公知の方法で第1および第2アーム13b,13dの運動に対して実質的に水平状態が保持されるようにされている。このワーク保持部13cの水平保持機構は公知の機構を用いることができるので、それらの詳細な説明は省略する。もちろん、ロボット13はこれに限定されるものではなく、機械加工ラインに配設されるロボットであってM/Cにワーク5を着脱(載置および取り出し)できるものであれば、どのような公知のロボットを用いることもできる。このロボット13は、各M/C2,3,4の配置ラインに沿って延設されているガイド路14に沿って移動可能となっている。
【0010】
このように構成された図7に示す機械加工ライン1の作動について説明する。
まず、機械加工前(未加工)のワーク5が適宜の搬送手段で搬送されて第1M/C2の近傍のワーク置き場6に載置される。また、ロボット13の本体13aが第1M/C2に対する図7に実線で示す位置に設定されるとともに、第1および第2アーム13b,13dがともに図示しない退避位置に設定される。ロボット13が駆動すると、第1アーム13bが適宜水平面内で回動するとともに適宜上下に起伏運動し、かつ第2アーム13dが第1アーム13bに対し屈伸運動して、ワーク保持部13cが二点鎖線で示すワーク置き場6に位置する。
【0011】
ワーク保持部13cがワーク置き場6上のワーク5を保持した後、第1および第2アーム13b,13dが再び同様の運動をし、ワーク保持部13cが実線で示す位置となる。このとき、ワーク保持部13cに保持されたワーク5が第1M/C2のテーブル上の固定位置2kとなり、ワーク5はテーブル上のこの位置に載置される。その後、第1および第2アーム13b,13dがともに元の退避位置に設定される。
【0012】
次に、第1M/C2のテーブル上のワーク5がクランプ装置(不図示)で固定されるとともに第1M/C2が作動し、ワーク5に対し第1M/C2による第1の機械加工が実施される。ワーク5に対する第1の機械加工が終了すると、クランプ装置によるワーク5の固定が解除された後、ロボット13の各アーム13b,13dの作動により、第1の機械加工済みのワーク5がワーク保持部13cに保持されて第1M/C2のテーブルから取り出され、二点鎖線で示すように第1M/C加工済みワーク仮置き場7に仮り置きされる。次いで、ロボット13の各アーム13b,13dは、再びワーク置き場6の方へ移動して、ワーク保持部13cがワーク置き場6上の次のワーク5を保持した後、前述と同様にして次のワーク5を第1M/C2のテーブル上に載置される。そして、次のワーク5は第1M/C2のテーブル上に固定されて、第1の機械加工が実施される。
【0013】
その後、ロボット13は、第1M/C加工済みワーク仮置き場7に仮り置きされた第1の機械加工済みのワーク5を保持した後、本体13aがガイド路14に案内されて第2M/C3の方へ移動し、第1の機械加工済みのワーク5が二点鎖線で示すように第2M/C未加工ワーク仮置き場8に仮り置きされる。そして、ロボット13が第2M/C3に対する所定位置(図7に実線で示す位置)に停止する。次いで、ロボット13は第2M/C未加工ワーク仮置き場8上の第1の機械加工済みのワーク5を前述と同様にして保持し第2M/C3のテーブルに載置する。
【0014】
同様にして、第1の機械加工済みのワーク5は第2M/C2のテーブル上に固定されて、第2の機械加工が実施される。第2M/C3で第2の機械加工が終了すると、ロボットは第2の機械加工済みのワーク5を取り出して第2M/C加工済みワーク仮置き場9に仮り置きする。その後、ロボット13は再び第1M/C2の所定位置(図7に実線で示す位置)に移動する。前述と同様にして第1の機械加工済みの次のワーク5を取り出して第1M/C加工済みワーク仮置き場7に仮り置きするとともに、ワーク置き場6上の更に次のワーク5を第1M/C2のテーブルに載置する。更に、ロボット13は第2M/C加工済みワーク仮置き場9上の第2の機械加工済みのワーク5を次の第3M/C未加工ワーク仮置き場に仮置きする。
【0015】
以後、同様にしてロボット13によるワークの搬送作業および各M/Cに対する載置および取り出し作業と各M/Cによる機械加工が行われる。最後の第nM/C4による第nの機械加工が終了すると、ロボット13は第nの機械加工済みのワーク5を第nM/C4から取り出して機械加工完成品12として機械加工完成ワーク置き場11に載置される。この機械加工完成品12は適宜の搬送手段で次の作業場に搬送される。なお、互いに隣接するM/C加工済みワーク仮置き場とM/C未加工ワーク仮置き場(例えば符号7と8)は共通の1つのワーク仮置き場にすることもできる。
この機械加工ライン1によれば、各M/Cにおけるワーク5の載置および取り出し作業時には、ロボット13は各アーム13b,13dの作動を制御するだけでよく、本体13aの移動を制御する必要はない。したがって、その分ロボットの作動制御が簡単になる。
【0016】
しかしながら、この図7に示す機械加工ライン1においても各M/Cに対するロボット13によるワーク5の載置および取り出しを行わなければならず、ワーク5の載置および取り出し作業が煩雑となる。
【0017】
また、1つのM/Cによるワーク5の機械加工が終了すると、ロボット13はこのワーク5を取り出して仮置き場に仮り置きした後、このM/Cのライン上流側に隣接するM/Cに移動してこのM/Cによる機械加工が終了したワーク5をその仮置き場に仮り置きし、以後順次上流側に移動しつつ、同様の作業を行うようになる。そして、第1M/Cに新たなワーク5を載置した後、最先端のワーク5が位置する下流側のM/Cに移動しなければならない。その場合、最先端のワーク5が第nM/C4による機械加工が終了していると、この第nM/C4まで移動しなければならなくなる。このため、ロボット13は往復移動しなければならず、依然として機械加工作業に無駄な時間が多く、機械加工作業が効率よく行われない。
しかも、M/C間にワーク5の仮置き場を設置する必要があるので、その設置スペースを考慮する必要があり、必然的に機械加工ライン1が大型になってしまう。
【0018】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ワークの載置および取り出し作業を簡単にできるとともに仮置き場を不要にでき、しかも機械加工作業をより効率よく行うことのできる機械加工機を提供することである。
また、本発明の他の目的は、機械加工作業に無駄な時間を可能な限りなくして各種機械加工作業をより効率よく行い、作業時間を短縮することができるとともによりコンパクトに構成することのできる機械加工ラインを提供することである
【0019】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項1の発明の機械加工機は、ワークを載置固定するテーブルと、前記ワークを機械加工する加工具と、前記加工具が着脱可能に装着されるとともにこの加工具を作動する工具保持部とを少なくとも備えて、前記加工具を保持しかつこの加工具を作動しながら前記工具保持部が移動することで、前記ワークに対して機械加工を行う機械加工機において、前記ワークを把持するワーク把持具が前記工具保持部に着脱可能に保持されるようになっていることを特徴としている。
【0020】
また、請求項2の発明の機械加工機は、前記加工具が複数種備えており、前記ワークに対して複数種の機械加工を実施可能となっていることを特徴としている。
更に、請求項3の発明の機械加工機は、複数種の前記加工具のうち、所定の加工具を取り出して前記工具保持部に装着するとともに、前記工具保持部に装着された加工具を取り外すツールチェンジャーを備えているマシニングセンタとして構成されていることを特徴としている。
【0021】
更に、請求項4の発明の機械加工ラインは、請求項1ないし3のいずれか1記載の機械加工機が複数台ラインに沿って配置されているとともに、前記ラインに対し移動可能に設けられ、前記機械加工機のうち、少なくとも一部の機械加工機に対してワークの搬送、ワークの載置およびワークの取り出しを行うロボットが配設されていることを特徴としている。
更に、請求項5の発明の機械加工ラインは、前記ロボットは前記機械加工機に対して前記ワークを回転させる回転機構を備えていることを特徴としている。
【0022】
【発明の作用および効果】
このように構成された請求項1ないし3の発明の機械加工機においては、工具保持部に装着された加工具によりワークを機械加工した後、工具保持部にワーク把持具を交換して装着し、このワーク把持具で機械加工済みのワークを把持することができる。そして、工具保持部を移動させることで、機械加工済みのワークを機械加工機内に一時的に保持することが可能となる。したがって、次のワークの機械加工機への載置を簡単にできるとともに、一時的に保持された機械加工済みのワークを、機械加工機へのワークの載置、ワークの機械加工および機械加工機からのワークの取り出しの一連の作業で行う必要がないので、機械加工機からのワークの取り出しも簡単にできる。
【0023】
特に、請求項2の発明のように機械加工機を汎用機として構成すると、ワーク把持具を工具の1つとして含めることができ、機械加工機に対するワークの載置および取り出しをより簡単に効率よく行うことができる。更に、請求項3の機械加工機をツールチェンジャを備えるM/Cとして構成することにより、ワーク把持具の交換が簡単になり、機械加工機に対するワークの載置および取り出しをより一層簡単により一層効率よく行うことができる。
【0024】
また、請求項4および5の発明の機械加工ラインによれば、前述のようにM/C等の機械加工機のワーク把持具で機械加工済みのワークを把持しかつ機械加工機内で一時的に保持することができるので、機械加工機の近傍にワークを仮置きするワーク仮置き場を設けなくても済ませることができるとともに、ロボットによるワークの仮置き作業を不要にすることができる。
そして、複数台の機械加工機をラインに沿って配設して機械加工ラインを構成することにより、ワーク仮置き場を設けるスペースを不要にできることから、機械加工ラインをコンパクトに構成することができる。
【0025】
また、ロボットを機械加工機から次の機械加工機の方へラインに沿って一方向に移動するだけで、各機械加工機に対してロボットによるワークの載置および取り出し作業を簡単に行うことができるようになる。これにより、ロボットの作動制御が容易になる。しかも、前述のようにロボットによるワークの仮置き作業がなくなるので、無駄な時間を削減できる。
このようにして、機械加工作業が効率よく行うことができるようになり、機械加工ラインにおいて所定量のワークの各種の機械加工をすべて終了するまでの作業時間を短縮することができる。
【0026】
特に、請求項5によれば、ロボットがワークの回転機構を備えているので、前の機械加工機によるワークの機械加工に対して今回の機械加工機によるワークの機械加工の際ワークを反転させる必要がある場合、回転機構によりワークを回転させて今回の機械加工機に簡単に載置させることができる。ワークの回転を伴う機械加工が存在しても機械加工の作業時間をより短縮することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明にかかる機械加工機の実施の形態の一例を備えた機械加工ラインの一例を模式的に示す図である。なお、前述の図7に示す機械加工ラインと同じ構成要素には同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
図1に示すように、この例の機械加工ライン1では、図7に示す機械加工ライン1におけるワーク5の仮置き場7,8,9,10は設けられていない。
【0028】
図2に示すように、この例の第1M/C2は、ワーク5を支持固定するテーブル2aと、このテーブル2aにワーク5を固定するクランプ手段2bと、種々の工具(ツール)2cが装着されるアダプタ部(本発明の工具保持部に相当)2dと、このアダプタ部2dに装着された工具2cにより作業を実施するスピンドル2eと、各種工具2cの保管する工具保管手段2fと、アダプタ部2dに装着された工具2cを自動的に取り外して工具保管手段2fに保管するとともに工具保管手段2fの保管されている工具2cの中からこれから実施しようとする作業に必要な工具2cを取り出してアダプタ部2dに自動的に装着するオートツールチェンジャ2gとを備えている。
【0029】
工具保管手段2fは、例えば各種工具2cを保持する回動可能な無端ベルトとを備えているとともに、ツールチェンジャ2gによって工具2cを無端ベルトから取り出しおよび工具2cを無端ベルトに保持して収納することができる工具取出し収納位置2jが設定されている。そして、無端ベルトを回転することで、必要な工具2cが工具取出し収納位置2jに設定されるとともに、アダプタ部2dから取り外した工具2cを保持する無端ベルトの保持部が工具取出し収納位置2jに設定されるようになっている。
【0030】
この工具保管手段2fの保管される各種工具2cは、ワーク5に孔を穿設するドリルやワーク5を切削する切削工具等の機械加工具、テーブル2aに対してワーク5を固定あるいは取り外すためにクランプ手段2bを作動するクランプ工具、およびワーク5を把持するワーク把持具である。
【0031】
図3(a)に示すように、ドリル2hは一側にワーク5に孔加工を行う穿孔部2hを有しているとともに、この穿孔部2hと反対側に被保持部2hを有している。また図3(b)に示すように、ワーク把持具2iは一側にワーク5を把持するワーク把持部2iを有しているとともに、このワーク把持部2iと反対側に被保持部2iを有している。ワーク把持部2iは一対の把持具2i11を有しており、これらの把持具2i11は図3(b)において左右方向に互いに接近および離間するように移動可能となっている。そして、一対の把持具2i11は互いに接近するように移動することでワーク5を把持し、逆に互いに離間するように移動することでワーク5を放すようになっている。ワーク把持具2iは市販のツール(例えば、(株)キャプテンインダストリーズ製 AHTハンドリングツール)を用いることができる。
【0032】
ドリル2hおよびワーク把持具2iの各被保持部2h,2iは互いに実質的に同じ構造に形成され、従来公知の被保持部で構成することができる。これらの被保持部2h,2iがアダプタ部2dに着脱可能に保持されることで、ドリル2hおよびワーク把持具2iはアダプタ部2dに装着されるようになっている。そして、ドリル2hおよびワーク把持具2iがそれぞれアダプタ部2dに保持された状態で、スピンドル2eにより穿孔部2hの孔明け作動および一対の把持具2i11のワーク把持作動が行われる。
【0033】
他の工具2cも一側に、前述の穿孔部2hおよびワーク把持部2iと同様の、その工具の機能を発揮するための機能部を有しているとともに、この機能部と反対側に、前述の被保持部2h,2iと同様の被保持部を有し、アダプタ部2dに着脱可能に保持されるようになっている。そして、各工具2cがアダプタ部2dに装着された状態では、この装着された工具2cの機能部がスピンドル2eによって作動されて、その機能を実施するようになっている。なお、図2において、符号2jは第1M/C2の操作盤である。
他の第2ないし第nM/C(3,4)も、第1M/C2と実質的同じ構成を有している。
【0034】
また図4(b)に示すように、ロボット13のワーク保持部13cは水平軸13cまわりに回転可能となっており、これにより、保持したワーク5を180°反転させることはもちろん任意の角度の回転させることが可能となっている。このワーク保持部13cの回転機構は公知の機構を用いることができるので、それらの詳細な説明は省略する。もちろん、ロボット13はこれに限定されるものではなく、機械加工ラインに配設されるロボットであって加工機にワーク5を着脱できかつワーク5を反転できるものであれば、どのような公知のロボットを用いることもできる。
【0035】
このように構成されたこの例の機械加工ライン1の作動について説明する。
まず、図1に示すように機械加工前のワーク5が適宜の搬送手段で搬送されて第1M/C2の近傍のワーク置き場6に載置される。また、ロボット13の本体13aが第1M/C2に対する図1に実線で示すいちに設定されるとともに、第1および第2アーム13b,13dがともに図示しない退避位置に設定される。第1および第2アーム13b,13dの退避位置では、ワーク保持部13cが第1M/C2から外れた位置となる。次に、ロボット13が駆動する。すると、第1アーム13bが適宜水平面内で回動するとともに適宜上下に起伏運動し、かつ第2アーム13dが第1アーム13bに対し屈伸運動して、ワーク保持部13cが二点差線で示すワーク置き場6に位置する。
【0036】
ワーク保持部13cがワーク置き場6上のワーク5を保持した後、第1および第2アーム13b,13dが再び同様の運動をし、ワーク保持部13cが実線で示す位置となる。このとき、ワーク保持部13cに保持されたワーク5が第1M/C2のテーブル2a上の固定位置2kとなり、ワーク5はテーブル2a上のこの位置に載置される。その後、第1および第2アーム13b,13dがともに元の退避位置に設定される。
【0037】
次に、ツールチェンジャ2gが作動して、工具保管手段2fに保管されているクランプ工具2cを取り出して、アダプタ部2dに装着する。すると、スピンドル2eが作動してアダプタ部2dを下降してクランプ工具2cをクランプ手段2bにあてがうとともに、スピンドル2eの駆動力でこのクランプ工具2cによりクランプ手段2bを作動する。これにより、クランプ手段2bはワーク5をテーブル2a上の固定位置に固定(クランプ)する。
【0038】
次に、スピンドル2eはアダプタ部2dおよびクランプ工具2cを上昇させて図2に示す元の位置に戻す。すると、ツールチェンジャ2gが作動し、ツールチェンジャ2gはアダプタ部2dに装着されているクランプ工具2cを外して、工具保管手段2fの無端ベルトの、工具取出し収納位置に設定されている所定の保持部に保持させる。次いで、第1M/C2による機械加工が孔明け加工であるとすると、無端ベルトが回動して必要なドリル2hが工具取出し収納位置に設定される。すると、ツールチェンジャ2gが作動して無端ベルトからこのドリル2hを取り出し、その被保持部2hをアダプタ部2dに取り付けることで、図5(a)に示すようにドリル2hをアダプタ部2dに装着する。ドリル2hがアダプタ部2dに装着されると、スピンドル2eが作動して、アダプタ部2dおよびドリル2hが回転しながら下降する。これにより、ワーク5に対して孔明け加工が実施される。
【0039】
ワーク5に対する孔明け加工が終了すると、スピンドル2eによりアダプタ部2dおよびドリル2hが上昇し元の位置に戻りかつそれらの回転が停止する。すると、前述と同様にツールチェンジャ2gがドリル2hをアダプタ部2dから取り外して工具保管手段2fの無端ベルトの所定の保持部に保持させた後、無端ベルトからクランプ工具2cを取り出してアダプタ部2dに装着する。次いで、スピンドル2eが作動してアダプタ部2dおよびワーク把持具2iが下降し、スピンドル2eの駆動力でクランプ工具2cによりクランプ手段2bを作動する。これにより、クランプ手段2bはワーク5のクランプを解除する。
【0040】
次に、スピンドル2eによりアダプタ部2dおよびクランプ工具2cが上昇し元の位置に停止する。すると、ツールチェンジャ2gがクランプ工具2cをアダプタ部2dから取り外して工具保管手段2fの無端ベルトの所定の保持部に保持させた後、無端ベルトからワーク把持具2iを取り出し、その被保持部2iをアダプタ部2dに取り付ける。これにより、図5(b)に示すようにこのワーク把持具2iがアダプタ部2dに装着される。
【0041】
次いで、スピンドル2eが作動してアダプタ部2dおよびワーク把持具2iが下降し、スピンドル2eの駆動力でワーク把持具2iがワーク5を保持する。その後、スピンドル2eによりアダプタ部2dおよびワーク把持具2iが元の位置に上昇する。このとき、図5(c)に示すようにワーク把持具2iは第1の機械加工である孔明け加工が実施されたワーク5を保持しながら上昇するので、ワーク5は図5(c)に示す上昇位置に持ち上げられる。
【0042】
次に、ロボット13が再び駆動して、前述と同様にしてワーク保持部13cが再び二点差線で示すワーク置き場6に位置する。ワーク保持部13cがワーク置き場6上の次の機械加工前のワーク5′を保持した後、図5(d)に示すようにこのワーク5′を第1M/C2のテーブル2a上の固定位置2kに載置する。次いで、ロボット13の第1および第2アーム13b,13dが再び作動して、ワーク保持部13cが、アダプタ部2dに装着されたワーク把持具2iに保持されかつ孔明け加工が終了したワーク5の方へ移動してこのワーク5をワーク把持具2iから外して保持する。したがって、図5(e)に示すように第1M/C2には、孔明け加工が終了したワーク5がなくなり、テーブル2a上の機械加工前のワーク5′のみが存在する。
【0043】
孔明け加工が終了したワーク5を保持したロボット13は、図1に示すようにガイド路14に沿って次の第2M/C3の方へ移動し、第2M/C3に対する実線で示す所定位置に停止する。すると、第1および第2アーム13b,13dが再び作動して保持したワーク5を第2M/C3のテーブル上の固定位置3kに載置する。その後、第1および第2アーム13b,13dは第2M/C3に対する退避位置に設定される。
【0044】
また、ロボット13の第2M/C3方向への移動に併行して、第1M/C2においては、テーブル2a上に載置された機械加工前のワーク5′に対して、前述のワーク5の場合と同様にワーク5′のクランプ作業、工具2cの交換作業、図5(f)に示すようにワーク5′に対する機械加工(図示例では、ワーク5の場合と同様に孔明け加工であるが、切削加工等の他の機械加工でもよいことは言うまでもない)、クランプ解除作業等が実施される。そして、第1M/C2による第1の機械加工が終了したワーク5′は、前述の図5(c)に示すワーク5の持ち上げ位置と同様の持ち上げ位置に持ち上げられる。
【0045】
更に、第2M/C3においては、テーブル上に載置された孔明け加工が実施されたワーク5に対して、前述の第1M/C2におけるワーク5の場合と同様にワーク5のクランプ作業、工具の交換作業、図5(a)に示す場合と同様のワーク5に対する機械加工、クランプ解除作業等が実施される。そして、第2M/C3による第2の機械加工が終了したワーク5は、前述の図5(c)に示す第1M/C2におけるワーク5の持ち上げ位置と同様の持ち上げ位置に持ち上げられる。
【0046】
一方、第1および第2アーム13b,13dが第2M/C3に対する退避位置にあるロボット13の本体13aはガイド路14に沿って第1M/C2の方へ移動し、第1M/C2に対する元の所定位置に停止する。次いで、前述と同様にロボット13はワーク置き場6に載置されている次の機械加工前のワークを取り出して、第1M/C2の固定位置2kに載置する。次に、前述と同様にロボット13は、第1の機械加工が終了しかつ第1M/C2におけるワーク把持具2iに保持されて持ち上げ位置にあるワーク5′をワーク把持具2iから取り出し、第2M/C3の方へ移動する。そして、ロボット13は第2M/C3の所定位置に停止するとともに、第1の機械加工が終了したワーク5′を第2M/C3のテーブル上の固定位置3kに載置する。
【0047】
次いで、ロボット13は、第2の機械加工が終了しかつ第2M/C3におけるワーク把持具に保持されて持ち上げ位置にあるワーク5をワーク把持具から取り出し、次の第3M/Cの方へ移動する。そして、ロボット13は第3M/Cの所定位置に停止するとともに、第2の機械加工が終了したワーク5を第3M/Cのテーブル上の固定位置に載置する。その後、ロボット13の第1および第2アーム13b,13dが退避位置となる。
【0048】
そして、第1M/C2、第2M/C3および第3M/Cにおいて、それぞれ、各ワークに対して、前述と同様に各ワークのクランプ作業、工具の交換作業、各ワークに対する第1、第2、第3の機械加工、クランプ解除作業等が実施される。そして、第1ないし2M/Cによる第ないし3の機械加工が終了した各ワークは、前述と同様に持ち上げ位置に持ち上げられる。以後、機械加工ライン1に沿って配置された各M/Cにおいて同様の作業が行われる。
【0049】
そして、この機械加工ライン1の最後の第nM/C4による第nの機械加工が終了し、かつ第nM/C4の持ち上げ位置に持ち上げられた最初のワーク5は、ロボット13により第nM/C4のワーク把持具から取り出され、この機械加工ライン1における機械加工完成品12として完成品置き場11に載置される。その後、完成品置き場11に載置された機械加工完成品12は適宜の搬送手段で次の作業場に搬送される。次のワークもそれぞれ同様の機械加工が実施されて、それぞれ、この機械加工ライン1における機械加工完成品12として完成品置き場11に載置されたのち、次の作業場に搬送される。
なお、1つのM/Cによるワーク5の機械加工に対して次のM/Cによるワーク5の機械加工の際、ワーク5を所望の角度に回転させる必要がある場合、ロボット13の回転機構によりワーク5を反転させて次のM/Cに載置させる。
【0050】
この機械加工ライン1に配設されている各M/C2,3,4によれば、スピンドル2eにドリル2h等の機械加工具とワーク把持具2iとを交換可能に保持させているので、各M/C2,3,4によって機械加工が実施されたワーク5はワーク把持具2iによって各M/C2,3,4内に一時的に保持することが可能となる。これにより、このようにワーク把持具2iによってワーク5を一時的に保持している間に、次の機械加工前のワーク5を各M/C2,3,4のテーブルの固定位置に載置して固定することができる。したがって、次の機械加工前のワーク5をM/Cの固定位置にセットするために、機械加工が実施されたワーク5を仮置きする図7に示すようなワーク仮置き場をM/Cの近傍に設ける必要はなくなる。しかも、ロボット13によるワーク5の仮置き作業を不要にすることができる。
そして、各M/C2,3,4をラインに沿って配設して機械加工ライン1を構成することにより、ワーク仮置き場を設けるスペースを不要にできることから、機械加工ライン1をコンパクトに構成することができる。
【0051】
また、ロボット13を1M/C2から第nM/C4の方へガイド路14に沿って一方向に移動するだけで、各M/Cに対してワーク5の載置および取り出し作業を簡単に行うことができるようになる。これにより、ロボットの作動制御が容易になる。しかも、前述のようにロボット13によるワーク5の仮置き作業がなくなるので、無駄な時間を削減できる。
このようにして、機械加工作業が効率よく行うことができるようになり、機械加工ライン1において所定量のワーク5の各種の機械加工をすべて終了するまでの作業時間を短縮することができる。
【0052】
特に、ロボット13がワーク5の回転機構を備えているので、前のM/Cによるワーク5の機械加工に対して今回のM/Cによるワーク5の機械加工の際、ワーク5を180°反転させることを含む所望の回転角度に回転させる必要がある場合、回転機構によりワーク5を回転させて今回のM/Cに簡単に載置させることができる。これにより、ワーク5の回転を伴う機械加工が存在しても機械加工の作業時間をより一層効果的に短縮することができる。
【0053】
更に、各M/C2,3,4によれば、機械加工を終了したワーク5を加工位置から取り出して一時的に保持するので、次のワーク5のM/Cへの載置を簡単にできるとともに、一時的に保持された機械加工済みのワーク5を、M/Cに対するワーク5の載置および取り出しの一連の作業で行う必要がないので、ワーク5のM/Cからの取り出しも簡単にできる。
【0054】
なお、図1に示す例の機械加工ライン1では、1台のロボット13でワーク5の搬送作業、M/Cに対するワーク5の載置および取り出し作業を行うものとしているが、これに限定されることはなく、所定数のマシニングセンタのうち、隣接するいくつかのマシニングセンタにおけるワーク5の搬送作業、載置および取り出し作業を1つのロボットが担当し、隣接する他のいくつかのマシニングセンタにおけるワーク5の搬送作業、載置および取り出し作業を他の1つのロボットが担当するようにすることもできる。その場合、図6に示すようにガイド路14に沿って移動するロボット13がワーク5の各作業を担当する第hM/C15と、他のガイド路16(ガイド路14と同じでもよい)に沿って移動する他のロボット17がワーク5の各作業を担当する第iM/C18との間に、共通のワーク置き場19を設けるようにすることもできる。
【0055】
また、前述の例では、機械加工機としてM/Cを用いるものとしているが、本発明の機械加工機は、M/C以外の汎用機や専用機に適用することもできる。その場合、前述の例のようにワーク把持具2iを工具の1つとして含めることで、機械加工機に対するワークの載置および取り出しをより簡単に効率よく行うことができるため、機械加工機は汎用機が好ましく、更に、前述の例のようにオートツールチェンジャを備えるM/Cがより一層好ましい。
更に、前述の例では複数台のM/Cを直線状のラインに沿って配設しているが、複数台のM/Cの配設ラインは円形曲線でもよいし、種々の曲率の湾曲線でもよく、更には、直線と曲線との組み合わせのラインでもよい。もちろん、このような場合には、ロボットはラインに沿って移動可能にすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる機械加工機の実施の形態の一例を備えた機械加工ラインの一例を模式的に示す図である。
【図2】図1に示す例の機械加工ラインに用いられているM/Cの一例を部分的に切り欠いて示す図である。
【図3】図2に示すM/Cに用いられる工具を示し、(a)はドリルを示す図、(b)はワーク把持具を示す図である。
【図4】図1に示す例の機械加工ラインに用いられているロボットの一例を部分的に示し、(a)はワーク保持部が正転状態を示す図、(b)はワーク保持部が反転状態を示す図である。
【図5】(a)ないし(f)は図1に示す例のM/Cの一連の動作を説明する図である。
【図6】本発明の機械加工ラインの変形例を部分的に示す図である。
【図7】従来の機械加工ラインから普通に考えられる機械加工ラインの一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1…機械加工ライン、2…第1M/C、2a…テーブル、2b…クランプ手段、2c…工具(ツール)、2d…アダプタ部、2e…スピンドル、2f…工具保管手段、2h…ドリル、2i…ワーク把持具、3…第2M/C、4…第3M/C、5…ワーク、6…未加工ワーク置き場、11…機械加工完成ワーク置き場、13…ロボット、13a…本体、13b…第1アーム、13c…ワーク保持部、13d…第2アーム
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a general-purpose type processing machine such as a machining center (hereinafter also referred to as M / C) that performs various types of machining by exchanging a processing machine or a processing tool for machining a material (hereinafter also referred to as a workpiece). Belong to the technical field of machining lines equipped with a plurality of machining machines.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an automatic transmission (hereinafter also referred to as A / T) production line, a machining line for performing various machining operations on a workpiece that is a component part of the A / T is installed. The machining line includes a plurality of M / Cs arranged along the line, and a robot that places a workpiece on and removes the workpiece from the M / C table. Similar machining lines are also installed in production lines for machines other than A / T.
Conventionally, as a machining line provided with a plurality of M / Cs and robots, three M / Cs are arranged in a straight line, and one unit is movable along these M / C lines. A machining line has been proposed in which a workpiece is placed on and removed from each M / C by a robot (see Patent Document 1).
[0003]
In the machining line disclosed in Patent Document 1, after the robot takes out an unprocessed workpiece from the workpiece carry-in device and places it on the first M / C workpiece table, the first M / C is Machining the workpiece. Next, the robot takes out the workpiece processed by the first M / C from the workpiece table of the first M / C, conveys it to the second M / C to perform the next machining, and the workpiece table of the second M / C. After the workpiece is placed on the second M / C, the second M / C performs machining on the workpiece. Further, the robot takes out the workpiece processed by the second M / C from the workpiece table of the second M / C, conveys it to the third M / C for the next machining, and transfers it to the workpiece table of the third M / C. After placing the workpiece, the third M / C performs machining on the workpiece. Finally, the robot takes out the workpiece processed by the third M / C from the third M / C workpiece table and conveys it to the workpiece unloading device. In this way, the workpiece is sequentially machined by the first to third M / C.
[Patent Document 1]
JP 2001-255922 A.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the machining line disclosed in Patent Document 1 described above, the robot does not move to the workpiece carry-in device until the machining of one workpiece is completed at the last third M / C. While the workpiece that has been processed in step 2 is being processed in the second M / C, the next workpiece is not placed on the first M / C. For this reason, the next workpiece is not machined in the first M / C. Similarly, while the workpiece processed by the second M / C is being processed by the third M / C, the next workpiece is not placed on the first M / C and the second M / C. For this reason, the next workpiece is not machined in the first M / C and the second M / C. For this reason, a lot of time is wasted in the machining work in the machining line, and the machining work is not performed efficiently. Therefore, it takes a lot of time to complete machining of a predetermined amount of workpiece.
[0005]
Therefore, in the machining line disclosed in Patent Document 1, after the workpiece processed by the first M / C is transported to and placed on the second M / C, the robot is moved to the workpiece carry-in device, and the workpiece is moved. The next unprocessed workpiece is taken out from the workpiece carry-in device and placed on the first M / C workpiece table, and then the workpiece processed at the second M / C is transferred to the third M / C by the robot. It is conceivable to mount it. In addition, after transporting to the third M / C in this way, the robot is moved to the first M / C, and the workpiece processed by the first M / C is taken out from the first M / C to receive the second M / C. The first M / C workpiece is then transferred to and placed on the workpiece stage, and then the robot is moved to the workpiece loading device to take out the next unprocessed workpiece from the workpiece loading device. It can be considered to be placed on a table. Further, when the workpiece processed by the third M / C is transferred to the workpiece unloading device by the robot, the operation of the robot is similarly controlled.
[0006]
However, when the operation control of the robot is performed in this way, the robot moves the workpiece into the workpiece loading device, the first to third M / Cs, and the workpiece loading until the workpiece is transferred to and placed on each M / C. The reciprocating movement must be repeated between the apparatuses, and similarly, a lot of time is wasted in the machining work, and the machining work is not performed efficiently. Therefore, it still takes a lot of time to finish all machining of a predetermined amount of work.
Also, until the workpiece is placed on each M / C, the workpiece must be placed and taken out by the robot with respect to each M / C, and the placement and removal work of the workpiece becomes complicated. In addition, until the workpiece is placed on each M / C, the robot is controlled so that each operation of the workpiece placement operation, the workpiece removal operation, and the movement operation along the M / C line is performed. Complicated and cumbersome.
[0007]
For this reason, as shown in FIG. 7, a predetermined number n (n ≧ 2) of M / Cs are arranged along the line, and a temporary work place is provided between these M / Cs. Thus, a machining line that solves some of the above-mentioned problems can be considered. In the figure, 1 is a machining line, 2 is a first M / C, 3 is a second M / C, 4 is a third M / C, 5 is a workpiece, 6 is an unmachined work place, and 7 is a first M / C machined workpiece Temporary storage place, 8 is the second M / C unprocessed workpiece temporary storage place, 9 is the second M / C processed workpiece temporary storage place, 10 is the third M / C unprocessed work temporary storage place, 11 is the machined finished work storage place, 12 is the machine A finished workpiece (machined finished product), 13 is a robot, and 14 is a guide path.
[0008]
The robot 13 is configured as a known articulated robot, for example. As shown in FIG. 7, the robot 13 is articulated to the main body 13a so as to be able to rotate horizontally and to be able to move up and down, and to the first arm 13b so as to bend and extend. And a second arm 13d having a workpiece holding portion 13c at the tip. As shown in FIG. 4A, which will be described later, the work holding portion 13c is articulated to the second arm 13d so as to be relatively rotatable about an axis in a direction perpendicular to the drawing.
[0009]
Therefore, the work holding part 13c is movable in the up / down / left / right and front / rear directions within the respective movement ranges of the first and second arms 13b and 13d. Further, as shown in FIG. 4A, the work holding portion 13c is held in a substantially horizontal state with respect to the movement of the first and second arms 13b and 13d by a known method. Since the horizontal holding mechanism of the work holding portion 13c can use a known mechanism, detailed description thereof will be omitted. Of course, the robot 13 is not limited to this, and any known robot can be used as long as it is a robot arranged in a machining line and can attach / detach (place and take out) the workpiece 5 to / from the M / C. This robot can also be used. The robot 13 is movable along a guide path 14 extending along the arrangement line of each M / C 2, 3, and 4.
[0010]
The operation of the machining line 1 configured as shown in FIG. 7 will be described.
First, the workpiece 5 before machining (unprocessed) is transported by an appropriate transport means and placed on the workpiece storage place 6 in the vicinity of the first M / C2. Further, the main body 13a of the robot 13 is set at a position indicated by a solid line in FIG. 7 with respect to the first M / C2, and the first and second arms 13b and 13d are both set at a retracted position (not shown). When the robot 13 is driven, the first arm 13b is appropriately rotated in a horizontal plane and is appropriately moved up and down, and the second arm 13d is bent and extended with respect to the first arm 13b, so that the work holding portion 13c has two points. It is located in the work place 6 indicated by a chain line.
[0011]
After the work holding part 13c holds the work 5 on the work place 6, the first and second arms 13b and 13d perform the same movement again, and the work holding part 13c is in the position indicated by the solid line. At this time, the work 5 held by the work holding part 13c becomes the fixed position 2k on the table of the first M / C2, and the work 5 is placed at this position on the table. Thereafter, both the first and second arms 13b and 13d are set to their original retracted positions.
[0012]
Next, the workpiece 5 on the first M / C2 table is fixed by a clamping device (not shown) and the first M / C2 is operated, and the first machining by the first M / C2 is performed on the workpiece 5. The When the first machining with respect to the workpiece 5 is completed, the workpiece 5 is released from being fixed by the clamping device, and then the first machined workpiece 5 is moved by the operation of the arms 13b and 13d of the robot 13. 13c is taken out from the first M / C2 table and temporarily placed in the first M / C processed workpiece temporary storage place 7 as indicated by a two-dot chain line. Next, each arm 13b, 13d of the robot 13 moves again toward the work place 6, and the work holding unit 13c holds the next work 5 on the work place 6, and then the next work is performed in the same manner as described above. 5 is placed on the first M / C2 table. Then, the next workpiece 5 is fixed on the first M / C2 table, and the first machining is performed.
[0013]
Thereafter, the robot 13 holds the first machined workpiece 5 temporarily placed in the first M / C processed workpiece temporary storage place 7, and then the main body 13a is guided to the guide path 14 and the second M / C3. The first machined workpiece 5 is temporarily placed in the second M / C unmachined workpiece temporary storage place 8 as indicated by a two-dot chain line. Then, the robot 13 stops at a predetermined position with respect to the second M / C 3 (a position indicated by a solid line in FIG. 7). Next, the robot 13 holds the first machined work 5 on the second M / C unprocessed work temporary storage 8 in the same manner as described above and places it on the second M / C 3 table.
[0014]
Similarly, the first machined workpiece 5 is fixed on the second M / C2 table, and the second machining is performed. When the second machining is completed in the second M / C 3, the robot takes out the second machined workpiece 5 and temporarily places it in the second M / C processed workpiece temporary storage place 9. Thereafter, the robot 13 again moves to the predetermined position of the first M / C2 (the position indicated by the solid line in FIG. 7). In the same manner as described above, the first machined next workpiece 5 is taken out and temporarily placed in the first M / C processed workpiece temporary storage place 7, and the further next workpiece 5 on the workpiece storage place 6 is placed in the first M / C2. Place on the table. Further, the robot 13 temporarily places the second machined workpiece 5 on the second M / C processed workpiece temporary placement place 9 in the next third M / C unworked workpiece temporary placement place.
[0015]
Thereafter, in the same manner, the workpiece transfer operation by the robot 13, the placement / removal operation for each M / C, and the machining by each M / C are performed. When the n-th machining by the last n-th M / C 4 is completed, the robot 13 takes out the n-th machined workpiece 5 from the n-th M / C 4 and places it on the machining-finished work place 11 as a machined finished product 12. Placed. The machined finished product 12 is transported to the next work place by appropriate transport means. Note that the M / C processed workpiece temporary storage area and the M / C unprocessed workpiece temporary storage area (for example, reference numerals 7 and 8) adjacent to each other can be a common workpiece temporary storage area.
According to this machining line 1, the robot 13 need only control the operation of the arms 13b and 13d during the placement and removal of the workpiece 5 at each M / C, and it is not necessary to control the movement of the main body 13a. Absent. Therefore, the operation control of the robot is simplified correspondingly.
[0016]
However, also in the machining line 1 shown in FIG. 7, the work 13 must be placed and taken out by the robot 13 with respect to each M / C, and the work 5 is placed and taken out.
[0017]
When the machining of the workpiece 5 by one M / C is completed, the robot 13 takes out the workpiece 5 and temporarily places it in the temporary storage area, and then moves to the M / C adjacent to the upstream side of this M / C line. Then, the workpiece 5 that has been machined by the M / C is temporarily placed in the temporary place, and thereafter the same work is performed while sequentially moving to the upstream side. And after mounting the new workpiece | work 5 in 1st M / C, you have to move to M / C of the downstream side in which the most advanced workpiece | work 5 is located. In that case, when the cutting edge 5 has been machined by the nM / C4, it has to move to the nM / C4. For this reason, the robot 13 must reciprocate, and there is still a lot of wasted time for machining work, and the machining work is not performed efficiently.
And since it is necessary to install the temporary storage place of the workpiece | work 5 between M / C, it is necessary to consider the installation space, and the machining line 1 will necessarily become large sized.
[0018]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to simplify the work of placing and taking out the work, to eliminate the need for a temporary storage place, and to perform the machining work more efficiently. It is to provide a machining machine that can.
Another object of the present invention is to make it possible to perform various machining operations more efficiently by minimizing wasted time in machining operations as much as possible, to shorten the work time and to be more compact. Is to provide a machining line
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a machining machine according to claim 1 is a table for mounting and fixing a workpiece, a machining tool for machining the workpiece, and the machining tool are detachably mounted. A tool holding unit that operates the processing tool, and performs machining on the workpiece by holding the processing tool and moving the tool holding unit while operating the processing tool. The machine is characterized in that a workpiece gripping tool for gripping the workpiece is detachably held by the tool holding portion.
[0020]
According to a second aspect of the present invention, the machining tool includes a plurality of types of the processing tool, and a plurality of types of machining can be performed on the workpiece.
Furthermore, the machining machine of the invention of claim 3 takes out a predetermined processing tool from among the plurality of types of the processing tools and mounts the predetermined processing tool on the tool holding unit, and removes the processing tool mounted on the tool holding unit. It is characterized by being configured as a machining center equipped with a tool changer.
[0021]
Furthermore, the machining line of the invention of claim 4 is provided such that the machining machine according to any one of claims 1 to 3 is arranged along a plurality of lines, and is movable with respect to the line. Among the machining machines, a robot for conveying a workpiece, placing the workpiece, and taking out the workpiece is arranged for at least a part of the machining machines.
Furthermore, the machining line of the invention of claim 5 is characterized in that the robot includes a rotation mechanism for rotating the workpiece with respect to the machining machine.
[0022]
Operation and effect of the invention
In the machining machine according to the first to third aspects of the present invention, the workpiece is machined by the processing tool attached to the tool holding part, and then the work holding tool is exchanged and attached to the tool holding part. The machined workpiece can be gripped by this workpiece gripper. Then, by moving the tool holding unit, it is possible to temporarily hold the machined workpiece in the machining machine. Therefore, it is possible to easily place the next workpiece on the machining machine, and to temporarily place the machined workpiece on the machining machine, place the workpiece on the machining machine, and machine the workpiece and machine the machine. Since it is not necessary to perform a series of operations for removing the workpiece from the machine, it is possible to easily remove the workpiece from the machining machine.
[0023]
In particular, when the machining machine is configured as a general-purpose machine as in the second aspect of the invention, the workpiece gripping tool can be included as one of the tools, and it is easier and more efficient to place and remove the workpiece from the machining machine. It can be carried out. Furthermore, by configuring the machining machine of claim 3 as an M / C having a tool changer, the workpiece gripping tool can be easily exchanged, and the workpiece can be placed and taken out of the machining machine more easily and more efficiently. Can be done well.
[0024]
Further, according to the machining lines of the inventions of claims 4 and 5, as described above, the machined workpiece is gripped by the workpiece gripper of the machining machine such as M / C and is temporarily stored in the machining machine. Since it can be held, it is not necessary to provide a temporary work place for placing the work in the vicinity of the machining machine, and the work for temporarily placing the work by the robot can be made unnecessary.
Then, by arranging a plurality of machining machines along the line to form the machining line, it is possible to eliminate the space for providing the temporary work place, so that the machining line can be made compact.
[0025]
Also, by simply moving the robot from one machine to the next machine along the line in one direction, it is possible to easily place and remove workpieces by robot from each machine. become able to. This facilitates robot operation control. Moreover, as described above, the temporary work of placing the work by the robot is eliminated, so that useless time can be reduced.
In this way, the machining operation can be performed efficiently, and the work time until all the various machining operations for a predetermined amount of work in the machining line are completed can be shortened.
[0026]
In particular, according to the fifth aspect, since the robot has a workpiece rotation mechanism, the workpiece is reversed when machining the workpiece by the current machining machine with respect to the machining of the workpiece by the previous machining machine. If necessary, the work can be rotated by a rotating mechanism and easily placed on the current machine. Even if there is machining with rotation of the workpiece, the working time of machining can be further shortened.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a machining line provided with an example of an embodiment of a machining machine according to the present invention. The same components as those in the machining line shown in FIG. 7 are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 1, in the machining line 1 of this example, the temporary storage places 7, 8, 9, and 10 for the workpiece 5 in the machining line 1 shown in FIG. 7 are not provided.
[0028]
As shown in FIG. 2, the first M / C 2 of this example is equipped with a table 2a for supporting and fixing the workpiece 5, a clamping means 2b for fixing the workpiece 5 to the table 2a, and various tools (tools) 2c. Adapter portion (corresponding to the tool holding portion of the present invention) 2d, a spindle 2e for performing work with the tool 2c mounted on the adapter portion 2d, tool storage means 2f for storing various tools 2c, and adapter portion 2d The tool 2c mounted on the tool is automatically removed and stored in the tool storage means 2f, and the tool 2c necessary for the work to be performed is taken out of the tools 2c stored in the tool storage means 2f and the adapter section And an automatic tool changer 2g that is automatically attached to 2d.
[0029]
The tool storage means 2f includes, for example, a rotatable endless belt that holds various tools 2c. The tool changer 2g takes out the tool 2c from the endless belt and holds the tool 2c on the endless belt for storage. A tool take-out and storage position 2j is set. Then, by rotating the endless belt, the necessary tool 2c is set at the tool take-out and storage position 2j, and the endless belt holding part for holding the tool 2c removed from the adapter 2d is set at the tool take-out and storage position 2j. It has come to be.
[0030]
Various tools 2c stored in the tool storage means 2f are used to fix or remove the workpiece 5 from the table 2a, a machining tool such as a drill for drilling a hole in the workpiece 5 or a cutting tool for cutting the workpiece 5. A clamping tool that operates the clamping means 2b and a workpiece gripping tool that grips the workpiece 5.
[0031]
As shown in FIG. 3 (a), the drill 2h has a drilling portion 2h for drilling a workpiece 5 on one side. 1 And the perforated part 2h 1 2h on the opposite side 2 have. Further, as shown in FIG. 3B, the workpiece gripping tool 2i is a workpiece gripping portion 2i that grips the workpiece 5 on one side. 1 And the workpiece gripping portion 2i 1 2i on the opposite side 2 have. Work gripping part 2i 1 Is a pair of grippers 2i 11 And these gripping tools 2i 11 Is movable so as to approach and separate from each other in the left-right direction in FIG. And a pair of gripping tools 2i 11 Is configured to grip the work 5 by moving so as to approach each other and to release the work 5 by moving so as to be separated from each other. A commercially available tool (for example, AHT handling tool manufactured by Captain Industries Co., Ltd.) can be used as the workpiece gripper 2i.
[0032]
Each held portion 2h of the drill 2h and the workpiece gripper 2i 2 , 2i 2 Are formed in substantially the same structure as each other, and can be constituted by a conventionally known held portion. These held parts 2h 2 , 2i 2 Is detachably held in the adapter part 2d, so that the drill 2h and the work gripper 2i are attached to the adapter part 2d. Then, the drill 2h and the work gripper 2i are held by the adapter part 2d, and the drilling part 2h is driven by the spindle 2e. 1 Drilling operation and a pair of grippers 2i 11 The workpiece gripping operation is performed.
[0033]
The other tool 2c is also on one side, and the above-described perforated portion 2h 1 And workpiece gripping part 2i 1 And has a functional part for demonstrating the function of the tool, and on the opposite side to this functional part, the above-mentioned held part 2h 2 , 2i 2 Is held in the adapter part 2d in a detachable manner. In a state where each tool 2c is mounted on the adapter portion 2d, the function portion of the mounted tool 2c is actuated by the spindle 2e to perform its function. In FIG. 2, reference numeral 2j denotes a first M / C2 operation panel.
The other second to nM / C (3, 4) have substantially the same configuration as the first M / C2.
[0034]
Further, as shown in FIG. 4B, the work holding portion 13c of the robot 13 is provided with a horizontal axis 13c. 1 It is possible to rotate around, so that it is possible to rotate the held work 5 by an arbitrary angle as well as to invert it 180 °. Since a known mechanism can be used as the rotation mechanism of the workpiece holding portion 13c, detailed description thereof will be omitted. Of course, the robot 13 is not limited to this, and any known robot may be used as long as it is a robot arranged in a machining line and can attach / detach the workpiece 5 to / from the processing machine and invert the workpiece 5. A robot can also be used.
[0035]
The operation of the machining line 1 of this example configured as described above will be described.
First, as shown in FIG. 1, the workpiece 5 before machining is transported by an appropriate transport means and placed on the workpiece storage place 6 in the vicinity of the first M / C 2. Further, the main body 13a of the robot 13 is set to one shown by a solid line in FIG. 1 with respect to the first M / C2, and the first and second arms 13b and 13d are both set to a retracted position (not shown). In the retracted position of the first and second arms 13b and 13d, the work holding portion 13c is located away from the first M / C2. Next, the robot 13 is driven. Then, the first arm 13b is appropriately rotated in a horizontal plane and appropriately moved up and down, and the second arm 13d is bent and extended with respect to the first arm 13b, so that the workpiece holding portion 13c is a workpiece indicated by a two-point difference line. Located in storage 6
[0036]
After the work holding part 13c holds the work 5 on the work place 6, the first and second arms 13b and 13d perform the same movement again, and the work holding part 13c is in the position indicated by the solid line. At this time, the work 5 held by the work holding part 13c becomes the fixed position 2k on the table 2a of the first M / C2, and the work 5 is placed at this position on the table 2a. Thereafter, both the first and second arms 13b and 13d are set to their original retracted positions.
[0037]
Next, the tool changer 2g operates to take out the clamp tool 2c stored in the tool storage means 2f and attach it to the adapter section 2d. Then, the spindle 2e is actuated to lower the adapter portion 2d and apply the clamp tool 2c to the clamp means 2b, and the clamp means 2b is actuated by the clamp tool 2c with the driving force of the spindle 2e. Thereby, the clamp means 2b fixes (clamps) the workpiece 5 at a fixed position on the table 2a.
[0038]
Next, the spindle 2e raises the adapter portion 2d and the clamp tool 2c to return them to the original positions shown in FIG. Then, the tool changer 2g is activated, the tool changer 2g removes the clamp tool 2c attached to the adapter part 2d, and a predetermined holding part set at the tool take-out and storage position of the endless belt of the tool storage means 2f. To hold. Next, assuming that the machining by the first M / C2 is drilling, the endless belt rotates and the necessary drill 2h is set at the tool take-out and storage position. Then, the tool changer 2g is operated to take out the drill 2h from the endless belt, and the held portion 2h. 2 Is attached to the adapter part 2d, so that the drill 2h is attached to the adapter part 2d as shown in FIG. When the drill 2h is mounted on the adapter portion 2d, the spindle 2e is operated, and the adapter portion 2d and the drill 2h are lowered while rotating. As a result, drilling is performed on the workpiece 5.
[0039]
When the drilling process for the workpiece 5 is completed, the adapter 2d and the drill 2h are raised by the spindle 2e, returned to their original positions, and their rotation is stopped. Then, the tool changer 2g removes the drill 2h from the adapter part 2d and holds it in a predetermined holding part of the endless belt of the tool storage means 2f in the same manner as described above, and then takes out the clamp tool 2c from the endless belt to the adapter part 2d. Installing. Next, the spindle 2e is actuated to lower the adapter part 2d and the work gripper 2i, and the clamping means 2b is actuated by the clamping tool 2c with the driving force of the spindle 2e. Thereby, the clamp means 2b releases the clamp of the workpiece 5.
[0040]
Next, the adapter 2d and the clamp tool 2c are raised by the spindle 2e and stopped at the original positions. Then, after the tool changer 2g removes the clamping tool 2c from the adapter 2d and holds it on a predetermined holding part of the endless belt of the tool storage means 2f, the work gripper 2i is taken out from the endless belt, and the held part 2i 2 Is attached to the adapter 2d. Thereby, as shown in FIG.5 (b), this workpiece | work holding | gripping tool 2i is mounted | worn with the adapter part 2d.
[0041]
Next, the spindle 2e is actuated to lower the adapter portion 2d and the workpiece gripping tool 2i, and the workpiece gripping tool 2i holds the workpiece 5 by the driving force of the spindle 2e. Thereafter, the adapter 2d and the work gripper 2i are raised to the original positions by the spindle 2e. At this time, as shown in FIG. 5 (c), the work gripper 2i moves upward while holding the work 5 on which the drilling process which is the first machining is performed, so that the work 5 is shown in FIG. 5 (c). Lifted to the raised position shown.
[0042]
Next, the robot 13 is driven again, and the work holding part 13c is again positioned at the work place 6 indicated by the two-dot chain line in the same manner as described above. After the workpiece holding part 13c holds the workpiece 5 'before the next machining on the workpiece storage place 6, as shown in FIG. 5 (d), the workpiece 5' is fixed to the fixed position 2k on the table 2a of the first M / C2. Placed on. Next, the first and second arms 13b and 13d of the robot 13 are actuated again, the work holding part 13c is held by the work gripping tool 2i attached to the adapter part 2d, and the drilling process is completed. The workpiece 5 is moved away from the workpiece gripper 2i and held. Therefore, as shown in FIG. 5 (e), in the first M / C2, there is no work 5 for which the drilling has been completed, and only the work 5 ′ before machining on the table 2a exists.
[0043]
As shown in FIG. 1, the robot 13 holding the workpiece 5 for which the drilling has been completed moves toward the next second M / C3 along the guide path 14, and reaches a predetermined position indicated by a solid line with respect to the second M / C3. Stop. Then, the work 5 held by the first and second arms 13b and 13d operating again is placed on the fixed position 3k on the table of the second M / C3. Thereafter, the first and second arms 13b and 13d are set to the retracted positions with respect to the second M / C3.
[0044]
Further, in parallel with the movement of the robot 13 in the second M / C3 direction, in the first M / C2, in the case of the above-described work 5 with respect to the work 5 ′ before machining placed on the table 2a, In the same manner as the work 5 'clamping work, tool 2c replacement work, as shown in FIG. 5 (f), machining for the work 5' (in the example shown in the figure, drilling as well as the work 5, Needless to say, other machining such as cutting may be performed), and a clamp releasing operation or the like is performed. Then, the workpiece 5 ′ after the first machining by the first M / C2 is lifted to the lifting position similar to the lifting position of the workpiece 5 shown in FIG.
[0045]
Further, in the second M / C3, the work 5 clamping work, tool, and the like, as in the case of the work 5 in the first M / C2, described above, are performed on the work 5 that has been punched and placed on the table. Replacement work, machining, clamping release work, etc. on the workpiece 5 similar to the case shown in FIG. And the workpiece | work 5 which the 2nd machining by 2nd M / C3 was complete | finished is lifted to the lifting position similar to the lifting position of the workpiece | work 5 in 1st M / C2 shown in above-mentioned FIG.5 (c).
[0046]
On the other hand, the main body 13a of the robot 13 in which the first and second arms 13b and 13d are at the retracted position with respect to the second M / C3 moves along the guide path 14 toward the first M / C2, and returns to the original position with respect to the first M / C2. Stop in place. Next, in the same manner as described above, the robot 13 takes out the next unmachined work placed on the work place 6 and places it on the fixed position 2k of the first M / C2. Next, in the same manner as described above, the robot 13 takes out the workpiece 5 ′ that is in the lifted position after being held by the workpiece gripping tool 2 i in the first M / C 2 from the workpiece gripping tool 2 i after the first machining is completed. Move towards / C3. Then, the robot 13 stops at a predetermined position of the second M / C3 and places the workpiece 5 ′ after the first machining on the fixed position 3k on the table of the second M / C3.
[0047]
Next, the robot 13 completes the second machining and takes out the workpiece 5 held by the workpiece gripping tool in the second M / C3 and being in the lifted position from the workpiece gripping tool, and moves to the next third M / C. To do. Then, the robot 13 stops at a predetermined position of the third M / C and places the workpiece 5 on which the second machining has been completed at a fixed position on the table of the third M / C. Thereafter, the first and second arms 13b and 13d of the robot 13 are in the retracted position.
[0048]
Then, in each of the first M / C2, the second M / C3, and the third M / C, for each workpiece, the work clamping operation, the tool replacement operation, the first, second, Third machining, clamping release work, etc. are performed. And each workpiece | work which the 1st thru | or 2M / C machining by the 1st thru | or 2M / C was complete | finished is lifted to the lifting position similarly to the above-mentioned. Thereafter, the same operation is performed at each M / C arranged along the machining line 1.
[0049]
Then, the n-th machining by the last nM / C4 of the machining line 1 is completed, and the first workpiece 5 lifted to the nM / C4 lifting position is moved by the robot 13 to the nM / C4. It is taken out from the work gripping tool and placed on the finished product storage 11 as a finished machining product 12 in the machining line 1. Thereafter, the machined finished product 12 placed on the finished product placement site 11 is transported to the next work site by appropriate transport means. Each of the next workpieces is subjected to the same machining, and is placed on the finished product placement site 11 as a machined finished product 12 in the machining line 1 and then transported to the next workplace.
When machining the workpiece 5 by the next M / C with respect to the machining of the workpiece 5 by one M / C, if the workpiece 5 needs to be rotated to a desired angle, the rotation mechanism of the robot 13 The work 5 is reversed and placed on the next M / C.
[0050]
According to each M / C 2, 3, and 4 disposed in the machining line 1, the spindle 2e holds the machining tool such as the drill 2h and the work gripping tool 2i in an exchangeable manner. The workpiece 5 machined by M / C 2, 3, 4 can be temporarily held in each M / C 2, 3, 4 by the workpiece gripper 2i. Thus, while the workpiece 5 is temporarily held by the workpiece gripping tool 2i in this way, the workpiece 5 before the next machining is placed at the fixed position of the table of each M / C 2, 3, 4 Can be fixed. Therefore, in order to set the workpiece 5 before the next machining at a fixed position of M / C, the workpiece temporary storage place as shown in FIG. There is no need to provide it. Moreover, the temporary placement work of the work 5 by the robot 13 can be made unnecessary.
Then, by arranging the M / Cs 2, 3, and 4 along the line to form the machining line 1, a space for providing a temporary work place can be eliminated, and thus the machining line 1 is configured in a compact manner. be able to.
[0051]
Also, the work 5 can be easily placed and removed from each M / C simply by moving the robot 13 in one direction along the guide path 14 from the 1M / C2 toward the nth M / C4. Will be able to. This facilitates robot operation control. In addition, as described above, the temporary placement work of the work 5 by the robot 13 is eliminated, so that useless time can be reduced.
In this way, the machining operation can be performed efficiently, and the operation time until all the various machining operations of the predetermined amount of workpiece 5 in the machining line 1 are completed can be shortened.
[0052]
In particular, since the robot 13 is provided with a rotation mechanism for the workpiece 5, the workpiece 5 is inverted by 180 ° during the machining of the workpiece 5 by the current M / C with respect to the machining of the workpiece 5 by the previous M / C. If it is necessary to rotate the workpiece 5 to a desired rotation angle, the workpiece 5 can be rotated by the rotation mechanism and can be easily placed on the current M / C. Thereby, even if there is machining with rotation of the workpiece 5, the working time of machining can be further effectively shortened.
[0053]
Further, according to each of the M / Cs 2, 3, and 4, since the workpiece 5 that has been machined is taken out of the machining position and temporarily held, the next workpiece 5 can be easily placed on the M / C. At the same time, the machined workpiece 5 temporarily held is not required to be carried out in a series of operations of placing and removing the workpiece 5 on the M / C, so that the workpiece 5 can be easily removed from the M / C. it can.
[0054]
In the machining line 1 of the example shown in FIG. 1, the work 5 is transferred by the single robot 13 and the work 5 is placed and taken out from the M / C. However, the present invention is not limited to this. Of course, one robot is in charge of the work of carrying, placing and taking out the work 5 in some adjacent machining centers among a predetermined number of machining centers, and the work 5 is carried in several other machining centers. It is also possible for another one robot to take charge of the work, placement and removal work. In this case, as shown in FIG. 6, the robot 13 moving along the guide path 14 is in line with the hM / C 15 in charge of each work of the workpiece 5 and another guide path 16 (may be the same as the guide path 14). It is also possible to provide a common work place 19 between the other robot 17 that moves and the i-th M / C 18 in charge of each work of the work 5.
[0055]
In the above-described example, M / C is used as the machining machine. However, the machining machine of the present invention can also be applied to general-purpose machines and dedicated machines other than M / C. In that case, since the workpiece gripper 2i is included as one of the tools as in the above-described example, the workpiece can be placed and taken out from the machining machine more easily and efficiently. And an M / C equipped with an auto tool changer as in the above example is even more preferred.
Further, in the above-described example, a plurality of M / Cs are arranged along a straight line. However, the arrangement line of the plurality of M / Cs may be a circular curve or a curved line having various curvatures. Alternatively, it may be a combination of a straight line and a curved line. Of course, in such a case, the robot may be movable along the line.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a machining line provided with an example of an embodiment of a machining machine according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram in which an example of M / C used in the machining line of the example shown in FIG. 1 is partially cut away.
3A and 3B show a tool used in the M / C shown in FIG. 2, wherein FIG. 3A is a view showing a drill, and FIG. 3B is a view showing a work gripper.
4 is a partial view of an example of a robot used in the machining line of the example shown in FIG. 1. FIG. 4A is a diagram showing a workpiece holding unit in a normal rotation state, and FIG. 4B is a diagram showing a workpiece holding unit. It is a figure which shows an inversion state.
FIGS. 5A to 5F are diagrams for explaining a series of operations of the M / C in the example shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram partially showing a modification of the machining line of the present invention.
FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of a machining line that is normally considered from a conventional machining line.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Machining line, 2 ... 1st M / C, 2a ... Table, 2b ... Clamp means, 2c ... Tool (tool), 2d ... Adapter part, 2e ... Spindle, 2f ... Tool storage means, 2h ... Drill, 2i ... Work gripper, 3 ... 2nd M / C, 4 ... 3M / C, 5 ... Work, 6 ... Unprocessed work place, 11 ... Machined work place, 13 ... Robot, 13a ... Main body, 13b ... 1st arm , 13c ... Work holding part, 13d ... Second arm

Claims (5)

ワークを載置固定するテーブルと、前記ワークを機械加工する加工具と、前記加工具が着脱可能に装着されるとともにこの加工具を作動する工具保持部とを少なくとも備えて、前記加工具を保持しかつこの加工具を作動しながら前記工具保持部が移動することで、前記ワークに対して機械加工を行う機械加工機において、
前記ワークを把持するワーク把持具が前記工具保持部に着脱可能に保持されるようになっていることを特徴とする機械加工機。
A table for mounting and fixing a workpiece, a processing tool for machining the workpiece, and a tool holding unit for detachably mounting the processing tool and operating the processing tool, and holding the processing tool In addition, in the machining machine that performs machining on the workpiece by moving the tool holding unit while operating the processing tool,
A machining machine, wherein a workpiece gripping tool for gripping the workpiece is detachably held by the tool holding portion.
前記加工具が複数種備えており、前記ワークに対して複数種の機械加工を実施可能となっていることを特徴とする請求項1記載の機械加工機。The machining tool according to claim 1, wherein the machining tool includes a plurality of types, and a plurality of types of machining can be performed on the workpiece. 複数種の前記加工具のうち、所定の加工具を取り出して前記工具保持部に装着するとともに、前記工具保持部に装着された加工具を取り外すツールチェンジャーを備えているマシニングセンタとして構成されていることを特徴とする請求項2記載の機械加工機。It is configured as a machining center having a tool changer that takes out a predetermined processing tool from a plurality of types of processing tools and mounts the predetermined processing tool on the tool holding unit and removes the processing tool mounted on the tool holding unit. The machining machine according to claim 2. 請求項1ないし3のいずれか1記載の機械加工機が複数台ラインに沿って配置されているとともに、前記ラインに対し移動可能に設けられ、前記機械加工機のうち、少なくとも一部の機械加工機に対してワークの搬送、ワークの載置およびワークの取り出しを行うロボットが配設されていることを特徴とする機械加工ライン。The machine tool according to any one of claims 1 to 3 is arranged along a plurality of lines, and is provided so as to be movable with respect to the line. A machining line characterized in that a robot for carrying a workpiece, placing a workpiece, and taking out a workpiece is provided to a machine. 前記ロボットは前記機械加工機に対して前記ワークを回転させる回転機構を備えていることを特徴とする請求項4記載の機械加工ライン。The machining line according to claim 4, wherein the robot includes a rotation mechanism that rotates the workpiece with respect to the machining machine.
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